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机织T字型加筋板复合材料的抗低速冲击性能

复合材料学报 2023年第6期40卷 3673-3682页

作者：秦卓魏小玲胡晗欧阳屹伟谢军波龚小舟武汉纺织大学纺织科学与工程学院武汉430200 天津工业大学先进纺织复合材料教育部重点实验室天津300387

为解决当前T字型铺层复合材料抗层间剪切能力弱的问题,通过对复合材料预制件织造工艺进行合理设计,使用SGA598小样织机织造了T字型织物,采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺将其制备成复合材料,并研究其在低速冲击下的抗冲击性能;使用... 详细信息

为解决当前T字型铺层复合材料抗层间剪切能力弱的问题,通过对复合材料预制件织造工艺进行合理设计,使用SGA598小样织机织造了T字型织物,采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺将其制备成复合材料,并研究其在低速冲击下的抗冲击性能;使用有限元软件ABAQUS建立了几何与材料模型,模拟了不同冲击能量下的冲击响应过程。研究结果表明,T字型加筋板具有较高的抗冲击能力,模拟结果与实验测试结果吻合较好,该有限元模型具有较好的可靠性。

关键词：三维织物复合材料 T字型加筋板低速冲击有限元模拟

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生物质阻燃涂层在涤纶纺织品上的研究进展

精细化工 2022年第1期39卷 65-73页

作者：赵文靖刘延松谭伟于丹任元林天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387 天津工业大学先进纺织复合材料教育部重点实验室天津300387

涤纶纺织品易燃并伴有熔滴现象,易产生二次危害,这极大地限制了其广泛应用。因此,开发阻燃涤纶纺织品意义重大。生物质阻燃剂以其绿色环保、可持续发展等优势成为近年来阻燃剂领域的新秀,具有很好的发展前景。对国内外生物质阻燃剂在涤... 详细信息

涤纶纺织品易燃并伴有熔滴现象,易产生二次危害,这极大地限制了其广泛应用。因此,开发阻燃涤纶纺织品意义重大。生物质阻燃剂以其绿色环保、可持续发展等优势成为近年来阻燃剂领域的新秀,具有很好的发展前景。对国内外生物质阻燃剂在涤纶纺织品中的阻燃研究现状进行了综述,主要介绍了植酸、壳聚糖、海藻酸盐、蛋白质和其他生物质大分子在涤纶纺织品阻燃改性中的应用,分析了相应的阻燃机理,并比较了各种阻燃整理方式的优缺点和不同生物大分子的阻燃效率,最后对生物质阻燃剂在涤纶纺织品上的研究进行了总结和展望,指出研究多功能的绿色环保型阻燃涤纶纺织品是未来重要的发展趋势。

关键词：生物质阻燃剂涤纶纺织品阻燃机理化学改性

改性聚氨酯上浆剂对碳纤维与环氧树脂界面性能的影响

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高分子材料科学与工程 2019年第2期35卷 97-101,106页

作者：毛丽贺申宏旋李嘉禄陈利天津工业大学纺织学院天津工业大学先进纺织复合材料教育部重点实验室天津300387

以硅烷偶联剂为媒介,将CH_2-C(CH_3)CO_2(CH_2)_3基团引入聚氨酯上浆剂中,合成改性聚氨酯碳纤维上浆剂,对碳纤维表面进行上浆改性。探讨改性聚氨酯上浆剂对碳纤维表面性能的影响。通过扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外... 详细信息

以硅烷偶联剂为媒介,将CH_2-C(CH_3)CO_2(CH_2)_3基团引入聚氨酯上浆剂中,合成改性聚氨酯碳纤维上浆剂,对碳纤维表面进行上浆改性。探讨改性聚氨酯上浆剂对碳纤维表面性能的影响。通过扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱、接触角测量、力学性能测试对碳纤维表面形貌、含氧官能团、纤维与树脂之间的接触角及复合材料的层间剪切性能进行了分析和研究。结果表明,经改性聚氨酯上浆后的碳纤维表面活性基团增加,碳纤维与树脂之间的润湿性提高,复合材料的界面剪切强度增加;当上浆浓度为1%时碳纤维表面光滑,与树脂之间的润湿角最小,层间剪切强度比上浆处理前提高了16.3%。

关键词：聚氨酯上浆碳纤维表面性能

CNTs强化碳纤维/环氧复合材料界面过渡层及其对界面性能的影响

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材料工程 2016年第12期44卷 13-21页

作者：姚红伟钟盛根李显华陈磊徐志伟邓辉天津工业大学先进纺织复合材料教育部重点实验室天津300387

采用上浆的方法将碳纳米管(CNTs)引入到碳纤维表面,制备CF/CNTs/环氧多尺度复合材料。相比上浆处理前,复合材料的层间剪切强度及弯曲强度分别提高了13.54%和12.88%。采用力调制原子力显微镜及扫描电镜的线扫描功能对复合材料界面相精细... 详细信息

采用上浆的方法将碳纳米管(CNTs)引入到碳纤维表面,制备CF/CNTs/环氧多尺度复合材料。相比上浆处理前,复合材料的层间剪切强度及弯曲强度分别提高了13.54%和12.88%。采用力调制原子力显微镜及扫描电镜的线扫描功能对复合材料界面相精细结构进行分析。结果表明:CNTs的引入在纤维和基体间构建了一种CNTs增强环氧树脂的界面过渡层。该界面过渡层具有一定厚度,且其模量和碳元素含量呈梯度分布。在固化成型前对含有CNTs的复合材料进行超声处理,促使碳纤维表面的CNTs向周围树脂中分散,发现复合材料的界面过渡层被弱化,其层间剪切强度及弯曲强度较超声处理前分别下降了7.33%和5.34%,验证了CNTs强化的界面过渡层对于提高复合材料界面性能的重要作用。

关键词：上浆碳纳米管多尺度复合材料力学性能界面过渡层

三维角联锁机织铺层复合材料的拉伸性能与失效机制

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复合材料学报 2022年第7期39卷 3167-3177页

作者：朱超吴宁张一帆焦亚男陈利刘刚天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387 天津工业大学先进纺织复合材料教育部重点实验室天津300387 东华大学先进低维材料中心纤维材料改性国家重点实验室上海201620

采用树脂传递模塑(Resin transfer molding,RTM)工艺方法制备了三维角联锁机织铺层复合材料,着重探讨了单层厚度对复合材料拉伸性能以及失效机制的影响。结果表明,复合材料的拉伸强度随着单层厚度的增大而显著增加,纤维体积含量相同时... 详细信息

采用树脂传递模塑(Resin transfer molding,RTM)工艺方法制备了三维角联锁机织铺层复合材料,着重探讨了单层厚度对复合材料拉伸性能以及失效机制的影响。结果表明,复合材料的拉伸强度随着单层厚度的增大而显著增加,纤维体积含量相同时单层厚度对拉伸模量影响较小;在拉伸断裂过程中,各层断裂不同步,单层厚度的增加会加深各单层之间破坏应变的差异;失效试样分层现象显著,单层内未出现明显裂纹,经纱脆性断裂显著,层间伴随着大量基体碎屑,失效模式主要涵盖了纤维断裂和抽拔、界面脱黏、基体开裂以及分层。

关键词：三维机织物 2.5D 单层厚度拉伸性能失效机制

上浆剂对国产碳化硅纤维表面及其织造性能的影响

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纺织学报 2017年第3期38卷 78-84页

作者：赵玉芬李嘉禄宋磊磊姜茜焦亚男天津工业大学先进纺织复合材料教育部重点实验室天津300387

为研究添加不同含量的水性环氧上浆剂以及上浆剂含固量对碳化硅(Si C)纤维表面以及Si C纤维束织造性能的影响,对纤维束进行了二次表面上浆处理。测试了Si C纤维束的耐磨性、强伸性以及柔软性等适编性能。结果表明:与未二次上浆和由E-0、... 详细信息

为研究添加不同含量的水性环氧上浆剂以及上浆剂含固量对碳化硅(Si C)纤维表面以及Si C纤维束织造性能的影响,对纤维束进行了二次表面上浆处理。测试了Si C纤维束的耐磨性、强伸性以及柔软性等适编性能。结果表明:与未二次上浆和由E-0、E-10、E-20上浆剂上浆的Si C纤维束相比,经E-15上浆剂上浆后的Si C纤维束耐磨性能最好,柔软性也较好;上浆剂的含固量对纤维表面形貌影响较大;用含固量为9%的E-15上浆剂上浆后的纤维表面浆膜更为完整光滑,同时Si C纤维束的断裂强度较未二次上浆处理的提高了180%,说明此含固量为最适合的E-15上浆剂含固量。

关键词：水性环氧树脂上浆碳化硅纤维可织性耐磨性

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基于混合韦伯分布的碳纤维针刺毡结构表征

纺织学报 2017年第6期38卷 52-57页

作者：宋磊磊赵玉芬李嘉禄陈利耿伟天津工业大学先进纺织复合材料教育部重点实验室天津300387

为研究碳纤维针刺毡的结构并对其参数化表征,基于混合韦伯(Weibull)分布分析了3种碳纤维针刺毡的结构参数。对碳纤维针刺毡的纤维长度分布进行了拟合,并分析了造成纤维长度分布规律不同的原因。采用纯弯梁模型模拟碳纤维在针刺毡中的弯... 详细信息

为研究碳纤维针刺毡的结构并对其参数化表征,基于混合韦伯(Weibull)分布分析了3种碳纤维针刺毡的结构参数。对碳纤维针刺毡的纤维长度分布进行了拟合,并分析了造成纤维长度分布规律不同的原因。采用纯弯梁模型模拟碳纤维在针刺毡中的弯曲状态,并对弯曲参数进行了统计分析。结果表明,采用混合Weibull分布模型分析碳纤维针刺毡的内部结构,可真实反映参数指标的分布规律。无论是纤维长度还是纤维的弯曲参数,拟合曲线都有较高的拟合度。此外,采用纯弯梁模型模拟弯曲的碳纤维,不仅可模拟纤维在针刺毡中的弯曲形貌,还可将测量结果用于碳纤维针刺毡的参数化建模。

关键词：碳纤维针刺毡混合韦伯分布结构表征长度分布

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多轴向三维机织复合材料的低速冲击力学性能

材料导报 2020年第14期34卷 14191-14197页

作者：王心淼陈利焦伟赵世波天津工业大学先进纺织复合材料教育部重点实验室天津工业大学纺织科学与工程学院

为了分析多轴向三维机织复合材料的低速冲击力学性能,研究结构内斜向纱对复合材料冲击损伤的影响,以碳纤维和环氧树脂为原材料,设计并制备了多轴向三维机织复合材料及三维正交机织复合材料,采用落锤冲击装置对两种材料进行了低速冲击实... 详细信息

为了分析多轴向三维机织复合材料的低速冲击力学性能,研究结构内斜向纱对复合材料冲击损伤的影响,以碳纤维和环氧树脂为原材料,设计并制备了多轴向三维机织复合材料及三维正交机织复合材料,采用落锤冲击装置对两种材料进行了低速冲击实验,获得了冲击载荷和能量及时间曲线,通过观测试样外观及内部冲击形貌,对比讨论了多轴向三维机织复合材料的冲击损伤机理。结果表明:斜向纱的引入使得多轴向三维机织复合材料具有更高的承受低速冲击载荷能力和更好的吸能性能,材料以部分纤维断裂和层间裂纹扩展为主要失效模式,且冲击损伤在结构面内各纱线层的传播受纱线轴向的影响,0°经纱层、90°纬纱层的损伤区域近似呈椭圆,且椭圆的长轴方向沿经纱轴向或纬纱轴向;-45°斜向纱和+45°斜向纱之间是互相作用、互相影响的,斜向纱层内的损伤形貌同时受到本层-45°斜向纱或+45°斜向纱轴向,以及相邻层+45°斜向纱或-45°斜向纱轴向的共同影响,损伤区域形状近似为一组对边平行于-45°方向、另一组对边平行于+45°方向的平行四边形。

关键词：多轴向三维机织复合材料低速冲击冲击损伤微纳米焦点CT检测

聚酰亚胺纤维纬编织物增强橡胶基复合材料冲击性能

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复合材料学报 2022年第10期39卷 4572-4579页

作者：郭梦惟孙颖王昆冯亚刘梁森陈利天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387 天津工业大学先进纺织复合材料教育部重点实验室天津300387 山西新欣复合材料科技有限公司太原030041

针对固体火箭发动机绝热层复合材料在冲击作用下因增强织物和橡胶基体变形不协调导致的破坏问题,基于罗纹纬编结构,设计制备了两种纤维细度、三种线圈长度和两种铺层结构的聚酰亚胺纤维纬编织物增强丁腈橡胶(NBR)复合材料,测试并分析了... 详细信息

针对固体火箭发动机绝热层复合材料在冲击作用下因增强织物和橡胶基体变形不协调导致的破坏问题,基于罗纹纬编结构,设计制备了两种纤维细度、三种线圈长度和两种铺层结构的聚酰亚胺纤维纬编织物增强丁腈橡胶(NBR)复合材料,测试并分析了增强结构对复合材料低速冲击性能的影响。结果表明:选用大丝束纤维、长线圈及正交铺层的复合材料具有更高的冲击峰值载荷和吸能。采用轮廓仪和显微镜观测冲击损伤形貌,在20.1 J冲击能量下试样均未被穿透,基体沿纤维方向产生裂纹并沿厚度方向产生塑性变形是复合材料主要的损伤模式。

关键词：聚酰亚胺纤维纬编织物丁腈橡胶复合材料冲击性能